高頻電子線路實訓論文

1、編號： 高頻電路設計與制作實訓論文說明書題 目： 調頻接收機 學 院： 專 業(yè)： 學生姓名： 學 號： 指導教師： 2014年 1 月 9 日摘要收音機從它的誕生至今，不僅方便了媒體信息的傳播，也推進了現代電子技術和更先進的電信設備的發(fā)展。目前調頻式或調幅式收音機，一般都采用超外差式，它具有靈敏度高、工作穩(wěn)定、選擇性好及失真度小等優(yōu)點。隨著科學技術的發(fā)展，調頻收音機的應用十分廣泛，尤其消費類占有相當的市場。從分立元件組成的收音機到集成電路組成的收音機，調頻收音機技術以達到十分成熟的地步。從普通的調幅收音機到高級調頻收音機，調頻收音機以較高的技術含量和較高的音質得到了廣泛的歡迎。在本次設計中，主

2、要是利用集成電路CXA1691BM搭建成為接收機電路。該系統(tǒng)要求能對不同波形的話音信號進行調制、發(fā)送、接收和解調。CXA1691BM是一個單芯片FM/AM收音IC專用無線收錄機，由索尼公司生產。使用它來制作收音機可以實現通信的可靠性、通信的距離、設備的微型化、省電和輕巧等。CXA1691BM是一塊適用于單聲道便攜式或手掌式超小型調頻收音機的專業(yè)電路。應用時外圍元件少，成本低廉，電路簡單，調試方便，性能穩(wěn)定等等優(yōu)點，可以優(yōu)先選擇該電路設計制作收音機。關鍵詞：CXA1691BM；調頻；接收機AbstractThe radio from its birth until now, went to th

3、e lavatory not only media dissemination of information, but also promote the modern electronic technology and more advanced telecommunications equipment development. Currently FM type or amplitude type radio, typically use the specialized super heterodyne type; it has a high sensitivity, stable and

4、good selectivity and the distortion degree of small advantages. With the development of science and technology, the FM radio is widely used, especially the consumer a considerable market. Radio from discrete components to integrated circuits consisting of radio, FM radio technology to reach a mature

5、 stage. From ordinary AM radio to advanced FM radio, FM radio with high technological content and high sound quality has been widely welcomed.In the design, mainly to take advantage of the integrated circuit CXA1691BM structures become the receiver circuit. The system required for modulating the voi

6、ce signal of the different waveforms, the transmission, reception and demodulation. CXA1691BM is a single-chip FM / AM radio IC dedicated wireless radio cassette recorders manufactured by Sony. Use it to produce the radio can be achieved the reliability of communication, the communication distance,

7、the miniaturization of the device, saving and lightweight, etc. CXA1691BM a mono portable or palm small FM radio professional circuit. Fewer external components in the application, and low cost, simple circuit, commissioning, stable performance advantages, Radio Select the circuit design.Keywords: C

8、XA1691BM；frequency modulation；Receiver目 錄引言11 設計思路12 調頻接收設計原理22.1 高頻小信號放大電路22.2 混頻電路22.3 中頻放大電路22.4 鑒頻電路33電路工作原理與元件介紹33.1 原理框圖33.2 工作原理33.3 CXA1691BM芯片介紹44 電路設計任務54.1 接收頻率范圍54.2 信噪比54.3 輸出功率54.4工作電源55 電路的焊接和調試方法55.1 接收機的安裝與焊接55.2 接收機的調試方法66 實訓總結6謝辭8參考文獻9附錄10引言隨著現代社會的快速發(fā)展，人們對電子產品的要求越來越高，因而電子產品無論從制作上還

9、是從銷售上都要求很高。要制作一個應用性比較好的電子產品就離不開高頻電路，大到超級計算機、小到袖珍計算器，很多電子設備都有高頻電路。高頻電路大部分應用于通信領域，信號的發(fā)射、傳輸、接收都離不開高頻電路。本次實訓進行了對無線接收機的焊接和調試，該電路具有接收功能，能接收電臺，具有原理簡單，電路清晰的特點。由于調頻廣播具有信噪比小、抗干擾性強、擴大了廣播頻道及經濟費用少等優(yōu)點。能接收88108MHz調頻廣播，用于簡單的接收。在以前應用最廣泛的是調頻接收機，隨著科學技術的發(fā)展，出現了超外差式調頻接收機。所謂超外差，是指將所要接收的電臺在調諧電路里調好以后，經過電路本身的作用，就變成另外一個預先確定好的

10、頻率，然后再進行放大和檢波。這個固定的頻率，是由差頻的作用產生的。如果我們在收音機內制造一個振蕩電波（通常稱為本機振蕩），使它和外來高頻調幅信號同時送到一個晶體管內混合，這種工作叫做混頻。由于晶體管的非線性作用導致混頻的結果就會產生一個新的頻率，這就是外差作用。采用了這種電路的接收機叫外差式收音機，混頻與振蕩的工作合稱變頻。1 設計思路由于調頻接收機分為高頻小信號放大器，本地振蕩器，混頻器，中頻放大器，鑒頻器以及低頻放大器六部分。1、高頻小信號放大器對于高頻小信號放大器來說，由于信號小，可以認為它工作在晶體管（或場效應管）的線性范圍之內。這就允許把晶體管看成線性元件了，因此可作為有源線性四端網

11、絡來分析。2、本地振蕩器本振電路用LC諧振回路來產生一個穩(wěn)定的本地振蕩頻率，將這個穩(wěn)定的諧振頻率與高頻放大輸出信號經過混頻器混頻，從而輸出一個中頻信號。3、混頻器晶體管混頻器的主要優(yōu)點是變頻增益較高，有二極管組成的環(huán)形混頻器的優(yōu)點是它有組合頻率少、動態(tài)范圍大、噪聲小、本振電壓為反向輻射的特點。4、中頻放大器如果外來信號和本機振蕩相差不是預定的中頻，就不可能進入放大電路。因此在接收一個需要的信號時，混進來的干擾電波首先就在變頻電路被剔除掉，加之中頻放大電路是一個調諧好了的帶有濾波性質的電路，所以接收機的選擇性指標很高。5、鑒頻器在此設計中，我選用了比例鑒頻器，雖然課堂上我們并沒有學習這一節(jié)，但是

12、有基礎是可以慢慢摸索的。在電路參數相同的條件下，比例鑒頻器的輸出只有相位鑒頻器的一半，可以說，比例鑒頻器的限幅作用是以降低輸出為代價的。但是，比例鑒頻器也有一個優(yōu)點就是可以提供一個適合于自動增益控制的電壓。6、低頻放大器一般從鑒頻器輸出的信號都比較小，為了得到我們所需的信號，必須將輸出信號進行放大。一般采用三極管放大電路來實現這一功能。因為本次設計是音頻信號，所以采用運算放大器效果比較好。2 調頻接收設計原理2.1 高頻小信號放大電路晶體管高頻小信號放大器不僅要放大高頻信號，而且還要有一定的選頻、濾波作用，因此晶體管的負載為LC并聯(lián)諧振回路。在高頻情況下，晶體管本身的極間電容及連接導線的分布參

13、數等會影響的頻率和相位。2.2 混頻電路在較低而又固定的中頻上，還可以用較復雜的回路系統(tǒng)或濾波器進行選頻。它們具有接近理想矩形的選擇性曲線，因此有較高的鄰道選擇性。如果器件僅實現變頻，振蕩信號由其它器件產生則稱之為混頻器。二極管環(huán)形混頻器產品已形成完整的系列，它用保證二極管開關工作所需本振功率電平的高低進行分類。二極管環(huán)形混頻器具有工作頻帶寬（從幾十千赫到幾千兆赫）、噪聲系數低（約6dB）、混頻失真小、動態(tài)范圍大等優(yōu)點。 2.3 中頻放大電路 中頻變壓器的初級線圈與電容組成LC并聯(lián)諧振回路，它諧振于中頻465kHz。由于并聯(lián)諧振回路對諧振頻率的信號阻抗很大，對非諧振頻率的信號阻抗較小。所以中頻

14、信號在中頻變壓器的初級線圈上產生很大的壓降，并且耦合到下一級放大，對非諧振頻率信號壓降很小，幾乎被短路（通常說它只能通過中頻信號），從而完成選頻作用，提高了收音機的選擇性。中頻變壓器的另一作用是阻抗變換。因為晶體管共射極電路輸入阻抗低，輸出阻抗高，所以一般用變壓器耦合，使前后級之間實現阻抗匹配。一般收音機采用兩級中放，有3個中頻變壓器（常稱中周）。第一個中頻變壓器要求有較好的選擇性，第二個中頻變壓器要求有適當的通頻帶和選擇性，第三個中頻變壓器要求有足夠的通頻帶和電壓傳輸系數，由于各中頻變壓器的要求不同，匝數比不一樣，通常磁帽用不同顏色標志，以示區(qū)別，所以不能互換使用。 2.4 鑒頻電路實現調頻

15、信號解調的鑒頻電路可分為三類,第一類是調頻-調幅調頻變換型。這種類型是先通過線性網絡把等幅調頻波變換成振幅與調頻波瞬時頻率成正比的調幅調頻波,然后用振幅檢波器進行振幅檢波。第二類是相移乘法鑒頻型。這種類型是將調頻波經過移相電路變成調相調頻波,其相位的變化正好與調頻波瞬時頻率的變化成線性關系,然后將調相調頻波與原調頻波進行相位比較,通過低通濾波器取出解調信號。因為相位比較器通常用乘法器組成,所以稱為相移乘法鑒頻。第三類是脈沖均值型。這種類型是把調頻信號通過過零比較器變換成重復頻率與調頻信號瞬時頻率相等的單極性等幅脈沖序列,然后通過低通濾波器取出脈沖序列的平均值,這就恢復出與瞬時頻率變化成正比的信

16、號。3電路工作原理與元件介紹3.1 原理框圖如圖3.1所示，即該設計所需求的調頻接收機的原理方框圖。天線鑒頻中頻放大混頻高頻放大輸入調諧回路揚聲器低頻放大本機振蕩圖3.1 調頻接收機的原理方框圖3.2 工作原理工作原理為：把從天線上接收到的微弱的高頻信號v1先經過一級或幾級高頻小信號放大器（而這部分往往也可以省略不用）放大為v2。然后送至混頻器與本地振蕩器所產生的等幅震蕩電壓v3相混合，所得到的輸出電壓v4包絡線形狀不變，仍與原來的信號波形相似，但是載波頻率則轉換為v2與v3兩個高頻頻率之差（和）。這叫做中頻。中頻電壓v4再經過中頻放大器放大為v5，送入鑒頻器，經鑒頻得到輸出電壓v6。最后v6

17、再經低頻放大器放大為v7，送到揚聲器中轉變?yōu)槁曇粜盘?。由于天線接收到的高頻信號經過混頻成為固定的中頻，再加以放大，因此接收機的靈敏度較高，選擇性較好，性能也比較穩(wěn)定。3.3 CXA1691BM芯片介紹本實訓中采用的接收機是主要由大規(guī)模集成電路CAX1691BM組成。由于集成電路內部不便制作電感、電容和大電阻以及可調元件，故外圍元件多以電感、電容和電阻及可調元件為主，組成各種控制、諧振、供電、濾波、耦合等電路。CAX1691BM引腳圖如圖3.3所示。圖3.3CAX1691BM引腳圖調頻信號由TX接收，經C1送入IC的12腳進行高放、混頻，9腳外接CC調諧回路選頻，7腳外接CD本振回路，混頻后的中

18、頻信號由14腳輸出經10.7MHz陶瓷濾波器CF2選頻后進入17腳進行中放，并經內部鑒頻，IC的2腳外接鑒頻網絡，鑒頻后的音頻信號亦由23腳輸出，再經C15耦合到24腳進行功放推動揚聲器。下表為CXA1691BM的各個引腳的功能說明。引腳號功能引腳號功能1靜音15FM/AM選擇開關2FM移相16AM中頻輸入3反饋17FM中頻輸入4音量控制18空腳5調幅本振19調諧指示6自動頻率控制20中頻地7調頻本振21AFC AGC8基準源輸出22AFC AGC9FM RF調諧線圈23鑒頻輸出10AM射頻輸入24音頻放大輸入11空腳25紋波濾波12FM射頻輸入26電源13高頻地27低頻功放輸出14FM/AM

19、中頻輸出28地4 電路設計任務4.1 接收頻率范圍接收機可以接受到的無線電波的頻率范圍稱為接收機的工作頻率范圍或波段覆蓋。接收機的工作頻率必須與發(fā)射機的工作頻率相對應。頻率范圍：88108kHz。4.2 信噪比在電路中某一指定點處的信號功率Ps與噪聲功率Pn之比，稱為信號噪聲比，簡稱信噪比（signal-noise ratio），以Ps/Pn（或S/N）表示。信噪比80dB4.3 輸出功率接收機的負載輸出的最大不失真（或非線性失真系數為給定值時）功率稱為輸出功率。輸出功率350mW4.4工作電源在調頻接收機的設計中，用5V直流電源給電路供電。5 電路的焊接和調試方法5.1 接收機的安裝與焊接一

20、般先裝低矮、耐熱的元件，最后裝集成電路。應按如下步驟進行焊接：(l)檢查元器件的質量，并及時更換不合格的元件；(2)確定元件的安裝方式，由孔距決定，并對照電路圖核對電路板；(3)將元器件整齊擺放好，本電路所有的元件都應盡量插到底部，盡量將字符置于易觀察的位置，字符應從左到右，從上到下。以便于以后檢查，將元件腳上錫，以便于焊接；(4)插裝：應對照電路圖對號插裝，有極性的元件要注意極性，如集成電路的腳位等；(5)焊接：各焊點加熱時間及用錫量要適當，防止虛焊、錯焊、短路。其中耳機插座、三極管等焊接時要快，以免燙壞；(6)焊接完后剪去多余引腳，檢查所有焊點，并對照電路圖仔細檢查，并確認無誤后方可通電。

21、5.2 接收機的調試方法在調試前必須確保收音機能接收到沙沙的電流聲（或電臺），若聽不到電流聲或電臺，應先檢查電路的焊接有無錯誤、元件有無損壞，直到能聽到聲音才可做以下的調整實驗。收音機的調整有三種：(1)調中頻即是調中頻調諧回路中放電路是決定收音電路的靈敏度和選擇性的關鍵所在，它的性能優(yōu)劣直接決定了整機性能的好壞。調整中頻變壓器，使之諧振在FM/10.7MHz頻率，這就是中放電路的調整任務。(2)調覆蓋即是調本振諧振回路在調頻收音機中，決定接收頻率的是本機振蕩頻率與中頻頻率的差值，而不是輸入回路的頻率，因此，調覆蓋實質是調本振頻率和中頻頻率之差。因此調覆蓋即調整本振回路，使它比收音機頻率刻度盤

22、的指示頻率高FM/10.7MHz。在本振電路中，改變振蕩線圈的電感值（即調節(jié)磁芯）可以較為明顯地改變低頻端的振蕩頻率（但對高頻端也有影響）。改變振蕩微調電容的電容量，可以明顯地改變高頻端的振蕩頻率。(3)統(tǒng)調即是調輸入回路統(tǒng)調又稱為調整靈敏度，本機振蕩頻率與中頻頻率確定了接收的外來信號頻率，輸入回路與外來信號的頻率的諧振與否，決定了超外差收音機的靈敏度和選擇性（即選臺功能），因此，調整輸入回路使它與外來信號頻率諧振，可以使收音機靈敏度高，選擇性較好。調整輸入回路的選擇性也稱為調補償或調跟蹤，因此，調整諧振回路的諧振頻率主要是調整靈敏度，使整機各波段的調諧點一致。調整時，低端調輸入回路線圈在磁棒

23、上的位置，高端調天線接收部分的與輸入回路并聯(lián)的微調電容。6 實訓總結不知不覺中兩周的實訓就結束了，在這次實訓中我制作的是調頻接收機。起初以為這次實訓要自己畫電路圖、PCB圖以及腐蝕板、打孔等等工作，后來知道有了現成的板，只需安裝元器件焊接調試好就可以了，這樣就相對簡單多了。雖然說工序減少了不少，但是在焊接和調試的過程中，卻有很多細節(jié)的問題需要注意和重視。在焊接過程中發(fā)現了幾個問題：1、有部分元器件與電路板上的要求的不符，后來經過向老師請教之后，才明白在電路里有一些元器件沒有，就需要找其他的來替代，電阻可以使用相近的代替，而電容就需要考慮電路的性能以及其他各部分的問題，否則一些重要的電路功能就會

24、造成很大的影響。關鍵電路的電容一定不能替代，而其他部分小電容可以選擇相近的替換，大電容看電路性質替換。2、貼片芯片的焊接，最難焊接的就是貼片了，焊接時要看清楚芯片的引腳，盡快完成焊接。不然會導致芯片的損壞。雖然松香可以很好的幫助焊接好貼片芯片，但是一定不能太多，否則會造成電路之間無法連通，那么整個電路板也就沒有用了。3、由于之前的小電容還找不到其他的代替，我就把所有可以焊接的元件都焊接上去了，導致了最后未焊接的都是低矮的元器件，以至于在焊接過程中低矮元件老是掉出來，這就使得整體的焊接工藝很不美觀。所有焊接電路板一定要先安裝低矮或耐熱的元件，然后再安裝比較大的和不耐熱的元件 ，還有一定要注意焊接

25、的順序和保留管腳的長度，過長或過短都會造成虛焊或是假焊，都會對之后的調試有很大的影響。我之前就是由于太粗心大意焊錯了一個電容，導致整個電路板無法工作，后來經過檢查進行了更換。焊接并沒有想象的那么簡單，不僅考驗你的細心程度，還考驗你的耐性。所以，在焊接時一定要非常認真和仔細。焊接完成后就可以進行調試了。首先，要對焊接好的電路板上的元件進行檢測，可以使用萬用表檢測電容和電阻有沒有在焊接過程中損壞。然后就是對電路板的調試了，將電路板通上5V的電壓源后，剛接上電源就可以聽見嘈雜的雜音，這時候就需要先調節(jié)本振回路上的電容與電感，先找到電臺。這部分的調節(jié)一定要小心，陶瓷電容不便多調節(jié)，否則就會損壞，而調節(jié)

26、電感時，由于螺絲刀帶有一些磁性，會改變電感上的參數，導致按壓住電感時，電臺聲音就會清楚一些，而移開就沒有那么清楚。找到電臺的頻率后，若是聲音不清晰可以調節(jié)9引腳上的電容，調節(jié)其靈敏度，聲音就會清晰很多。之前由于我焊接的天線太短，導致收到的電臺怎么調節(jié)都不是很清晰，后來去實驗室更換了一根天線后，聲音變得清晰多了。調試成功，電路板就可以正常使用了，這也算是實訓兩周的一個成果吧。通過這次實訓，真的讓我進步了很多，特別是在動手能力方面有了顯著的提高，同時也享受到了自己動手制作電子產品的樂趣，不僅加深了對專業(yè)基礎課程知識的學習和了解。還培養(yǎng)了理論與實際結合運用的能力，學會如何去分析問題并解決問題。雖然這次電路焊接和調試過程中并不是很順暢，但用到的知識反映了書中的核心知識點，我想這對我們以后的學習有很大的促進作用。 謝辭歷時兩周的高頻實訓在今天畫上了句號，在這次實訓中不僅增強了我讀圖的能力，還提高了我的